[发明专利]一种电化学-气质联用分析电池产气成分的装置和方法

权利要求书

1.一种电化学-气质联用分析电池产气成分的装置，其特征在于，包括

载气单元，包括依次设置的气瓶(1)、流量计(2)及连接在气瓶(1)出口的气体调节减压阀；

电池盒富集单元(3)，作为电池反应发生和产生气体富集的的场所，包括盒盖(31)和盒体(32)，盒体(32)两侧端分别设置有进气口(33)和出气口(34)，并分别设有进气口开关阀(35)和出气口开关阀(36)，盒体(32)一顶端设置有正极充电端(37)和负极充电端(38)及相适配的特种密封圈，所述进气口(33)通过流量计(2)与气瓶(1)相连接；

进样控制单元，包括电磁阀(4)以及与电磁阀(4)电连接的PLC(5)，电磁阀(4)的进气端口与电池盒富集单元(3)的出气口(34)相连接，电磁阀(4)上设有排气口(41)，通过PLC(5)控制电磁阀(4)的通断、从而调节进入气相色谱的气体的进样量和多余气体的排出；

电化学控制单元，包括电化学工作站(6)，其分别与电池盒富集单元(3)的正极充电端(37)和负极充电端(38)相连接，用于提供输入、输出电池盒工作需要的工作参数，提供电化学数据供进一步分析；

数据采集和分析单元，包括气质联用仪(7)，作为气体分离和检测系统，其包括依次布置的进样口(71)、气相色谱系统和质谱系统，用于显示和记录样品的成分、含量及其随时间的变化情况，同时获得质谱数据供进一步分析，所述进样口(71)通过进样针(72)与电磁阀(4)的出气端口相连接。

2.根据权利要求1所述的电化学-气质联用分析电池产气成分的装置，其特征在于，所述电磁阀(4)的出气端口与进样针(72)一端通过转接头连接，进样针(72)连接气相色谱进样口(71)的接口直径为1/16或者1/32。

3.根据权利要求1所述的电化学-气质联用分析电池产气成分的装置，其特征在于，所述流量计(2)采用数字显示器和气体质量流量计，气体质量流量计气的工作压力0-20MPa，流量显示范围0-50mL/min。

4.根据权利要求1所述的电化学-气质联用分析电池产气成分的装置，其特征在于，所述电磁阀(4)采用两位五通电磁阀或两位三通电磁阀，电磁阀(4)的压力范围-101kPa-20MPa。

5.根据权利要求1所述的电化学-气质联用分析电池产气成分的装置，其特征在于，所述盒盖(31)和盒体(32)均为金属钢材质，进气口(33)和出气口(34)为两通阀，电池盒的正负极通过绝缘材料使电极与电池盒体(32)隔开，绝缘材料为聚四氟乙烯或聚芳醚酮的一种或几种，特种密封圈耐电解液腐蚀和气体渗透，耐渗透的气体为氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、空气等的一种或几种。

6.根据权利要求1所述电化学-气质联用分析电池产气成分的装置，其特征在于，所述电化学池包括锂离子电池、金属锂电池的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的电化学-气质联用分析电池产气成分的装置，其特征在于，所述气质联用仪(7)中，气相色谱的测试条件为：色谱柱为极性或非极性柱毛细管柱，长度为30-60m，直径为0.25-0.53mm膜厚为0.3-50μm；载气为99.999％的高纯氦气，分流进样分流比为100:1-1:1；进样口温度为180-280℃；柱流速为1-3mL/min；柱温升温程序：40-100℃保持3-20min，以5-15℃/min升温至100℃-300℃，保持2-20min。

8.根据权利要求1所述的电化学-气质联用分析电池产气成分的装置，其特征在于，所述气质联用仪(7)中，质谱的测试条件为：电离源为电子能量为70eV的EI源，四级杆的温度150-180℃，离子源温度200-250℃，扫描方式：全扫描，扫描范围为15-500u，接口温度220-280℃。